|
Работа 10.4 Количественный потенциометрический анализ Концентрацию иона в растворе определяют путем измерения электродвижущей силы гальванического элемента в вольтах или в милливольтах. Можно также сразу определить отрицательный логарифм концентрации иона, выраженный через рХ. Наиболее распространены метод калибровочного графика и метод настройки прибора по показателю концентрации иона через рХ. Чтобы записи не были громоздкими, концентрацию (активность) сильно разбавленных растворов удобнее выражать в виде отрицательной показательной функции, т.е. через отрицательный десятичный логарифм (lg 1/C) от концентрации иона рХ. В символе рХ первая буква - р это начальная буква слов Potens, Рower - показатель, а Х - наименование искомого иона. Например, концентрацию ионов водорода 10-6 моль/л-1 записывают рН = 6(рН = -lg10-6 =6). Аналогичным образом через рХ выражают концентрацию других ионов. Метод калибровочного графика состоит в том, что сначала из химически чистого вещества методом последовательного разбавления готовят серию стандартных растворов с концентрацией 10-1-10-5 моль/л определяемого иона. Собирают электрохимическую ячейку из ионселективного электрода и электрода сравнения, измеряют ЭДС стандартных растворов. По полученным данным строят калибровочный график в координатах «ЭДС-концентрация иона Х (моль/л)». Затем готовят анализируемый раствор (АР), аналогично определяют ЭДС и по графику находят концентрацию определяемого иона (моль/л), рассчитывают массу в АР и процентное содержание по навеске (см. тему «Алгоритм решения расчетных задач»). Метод настройки прибора по показателю концентрации иона рХ состоит в том, что здесь тоже готовят серию стандартных растворов, собирают ячейку из ионселективного индикаторного электрода и электрода сравнения. Используя паспортные данные ионселективного электрода, настраивают иономер на параметры рХ по анализируемым растворам и строят калибровочный график. Затем готовят анализируемый раствор. По шкале прибора определяют рХ для анализируемого раствора. Вычисляют концентрацию (Х) определяемого иона. Например, в результате анализа на шкале прибора найдено, что рХ для анализируемого раствора равно показанию 2,15. Нужно вычислить концентрацию Х анализируемого раствора. Расчет: так как рХ раствора является отрицательным логарифмом концентрации этого раствора т.е. рХ = - lg [Х], то при рХ = 2,15 отрицательный логарифм концентрации также равен 2,15. Записываем данную зависимость: - lg [Х] = 2,15 или lg[Х] = -2,15. Чтобы избавиться от минуса, к характеристике логарифма прибавляем минус 1, а к мантиссе прибавляем единицу с плюсом: -1 + 1 lg[Х] = -2,15. Получаем характеристику, равную трем, и со знаком минус, а дробная часть, мантисса, равна (-0,15 + 1= 0,85). Знак минус относится теперь только к характеристике, т.е. lg[Х] = -3,85. По таблице антилогарифмов (прил.2) находим, что логарифму 85 соответствует антилогарифм 7079. Учитывая отрицательную характеристику логарифма и величину антилогарифма, записываем: Х = 10-3 · 7079. Концентрацию (Х) определяемого иона записываем в следующем виде: Х = 0,007079 моль/л. Через атомную или молярную массу рассчитывают массу элемента или иона в анализируемом растворе (прил. 4). Если необходимо, то рассчитывают процентное содержание элемента или иона в веществе по навеске. При измерениях с ИСЭ необходимо постоянно контролировать значение крутизны электродной функции (S), сверяя с приложением к электроду. Для уменьшения погрешности калибровку ИСЭ необходимо проводить перед каждым измерением. В современных микропроцессорах-иономерах при калибровке ячейки в память прибора автоматически заносятся параметры градуировочной прямой, дополнительно вводятся молекулярная масса и значения γА, расчет искомой концентрации ведется в миллиграммах на литр. При определении количества некоторых ионов, в частности нитратов, пользуются калибровочным графиком «ЭДС - концентрация иона Х, мг/л», график вычерчивают на полулогарифмической бумаге и определяют содержание иона. В современном аналитическом измерении часто используют иономер «Анион-410 С». |